• 제목/요약/키워드: Amorphous magnetic film

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조성변화에 따른 Fe-Sm-O계 박막의 연자기적 성질 (Influence of Composition on Soft Magnetic Properties of As-Deposited Fe-Sm-O Thin Films)

  • 윤대식;조완식;고은수;이영;박종봉;김종오
    • 한국재료학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.39-43
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    • 2001
  • Nanocrystalline Fe-Sm-O thin films were prepared by RF magnetron reactive sputtering method in $Ar+O_2$mixed atmosphere with the $O_2$content of 5%. The compositions of the thin films were changed by changing the number of $Sm_2O_3$ chips. The best soft magnetic properties of the thin film with the composition of $Fe_{83.4}Sm_{3.4}O_{13.2}$ were saturation flux density of 18 kG, coercivity of 0.82 Oe and effective permeability about 2,600 at 0.5~100 MHz, respectively. The electrical resistivity of Fe-Sm-O thin films was increased with increasing the amount of Sm and O elements which combined each other, the electrical resistivity of$Fe_{83.4}Sm_{3.4}O_{13.2}$ thin film was $130{\mu}{\Omega}cm$. In case of the small amount of Sm and O elements, the microstructures of Fe-Sm-O thin films showed a precipitated phase of $Sm_2O_3$ on the ${\alpha}-Fe$ phase. With the increase of the amount of Sm and O elements, the microstructures of the Fe- Sm-O thin films were changed into a mixed structure of ${\alpha}-Fe$ crystal-phase and Sm-oxide amorphous phase. The Fe-Sm-O thin films with Fe content in the range of 72~94 at% exhibited the quality factor (Q = $\mu$′/$\mu$") of 7~75 up to 50 MHz.

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아몰퍼스 FeCoSiB 박막의 고감도 스트레인 검출특성 (High Sensitive Strain Detection of FeCoSiB Amorphous Films)

  • 신광호;황정현일;사공건
    • 센서학회지
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    • 제9권1호
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    • pp.22-27
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    • 2000
  • 고자왜특성과 연자성특성을 가짐으로서 우수한 자기기계결합특성을 나타내는 아몰퍼스 FeCoSiB 박막의 스트레인 검출특성에 대해 연구하였다. 투자율은 박막기판을 마이크로메타를 이용하여 벤딩시켜 박막에 스트레인을 인가하면서 조사하였으며, 이때 박막에 스트레인이 인가되면 박막의 자기기계결합에 의해 투자율이 변화하였다. 스트레인에 의한 성능지수 $F=({\Delta}{\mu}/{\mu})/{\varepsilon}$ (단위스트레인에 대한 투자율의 변화)가 $1.2{\times}10^5$라는 매우 높은 값을 나타내어 본 연구에서 제작한 박막이 스트레인에 대하여 고감도특성을 가지고 있음을 알 수 있었다. 또한 제작된 박막을 센서소자로 응용하기 위해 박막을 미세 가공하고, 스트레인에 대한 고주파 임피던스의 변화를 조사하였으며, 박막의 우수한 자기기계결합특성으로 박막패턴의 임피던스는 인가된 스트레인에 의해 민감하게 변화되었다. 특히, 100MHz의 구동주파수에 있어서 $300{\times}10^{-6}$의 스트레인이 인가된 경우 46%의 임피던스변화율이 얻어졌다. 따라서 본 연구에서 제작한 박막소자는 초고감도의 스트레인 센서로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Ba-페라이트/α-Al2O3/SiO2 자성박막에서 버퍼층의 역할 (Role of Buffer Layer in Ba-Ferrite/α-Al2O3/SiO2 Magnetic Thin Films)

  • 조태식
    • 한국자기학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.283-286
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    • 2006
  • 고밀도 자기기록용 Ba-페라이트/$SiO_{2}$ 자성박막에서 계면확산 장벽으로써 ${\alpha}-Al_{2}O_{3}$ 버퍼층의 역할을 연구하였다. 열처리동안 $1900{\AA}$의 두께를 가진 비정질 Ba-페라이트/$SiO_{2}$ 박막에서 계면확산은 약 $700^{\circ}C$에서 일어나기 시작하였다. 열처리온도를 $800^{\circ}C$까지 증가시켰을 때, 계면확산은 자기특성을 저하시킬 정도로 급격히 진행되었다. 고온에서의 계면확산을 억제하기 위하여, $110{\AA}$ 두께의 ${\alpha}-Al_{2}O_{3}$ 버퍼층을 Ba-페라이트/$SiO_{2}$ 박막의 계면에 증착하여 사용하였다. Ba-페라이트/${\alpha}-Al_{2}O_{3}/SiO_{2}$ 박막에서는 $800^{\circ}C$의 고온까지 열처리하여도 계면확산이 심각하게 일어나지는 않았다. ${\alpha}-Al_{2}O_{3}$ 버퍼층에 의하여 계면확산이 억제되기 때문에 Ba-페라이트 자성박막의 포화자속밀도와 보자력이 향상되었다. 따라서 Ba-페라이트/$SiO_{2}$ 박막의 계면에서 ${\alpha}-Al_{2}O_{3}$ 버퍼층은 $SiO_{2}$ 기판 성분의 계면확산 장벽으로 사용될 수 있다.

제조 조건 및 열처리 조건에 따르는 CoNbZr 합금 박막의 구조 및 자기적 성질에 관한 연구 (Effects of Deposition and Annealing Conditions on Structural and Magnetic Properties of CoNbZr Alloy Films)

  • 양준석;이성래
    • 한국자기학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.54-61
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    • 2000
  • 마그네트론 스퍼터를 사용하여 증착한 CoNbZr 합금박막의 제조 조건 및 열처리에 따르는 구조 및 자기적 성질의 변화를 연구하였다. Ar분압 2mTorr, RF 인가전력 130 W에서 증착되어진 $Co_{87.0}$N $b_{8.5}$Z $r_{4.5}$막은 최대 비저항 3000 $\mu$Ω.cm을 나타냄으로써 가장 안정한 비정질상을 형성하였으며 100 MHz에서 1095의 최대투자율, 1.75 Oe의 최소 보자력을 나타내었다. Ar 분압이 2 mTorr 이상으로 증가할 경우 그리고 RF 인가전력이 130 W 이상으로 증가할 경우 주상정 구조의 발달과 불안정한 비정질상의 형성으로 투자율은 감소하고 보자력은 증가하는 것을 확인하였다 1 mTorr에서 증착되어진 막과 190 W에서 증착되어진 막은 결정질 상을 형성하여 100 이하의 낮은 투자율과 60 Oe의 높은 보자력을 나타내었다. 회전자장중 열처리에 의해 이방성을 제어할 수 있음을 확인하였으며, 증착상태에서 보였던 1095의 투자율은 1345로 증가하였다.증가하였다.

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탄소계 경질 박막의 연구 및 산업 적용 동향 (Trend in Research and Application of Hard Carbon-based Thin Films)

  • 이경황;박종원;양지훈;정재인
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.111-112
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    • 2009
  • Diamond-like carbon (DLC) is a convenient term to indicate the compositions of the various forms of amorphous carbon (a-C), tetrahedral amorphous carbon (ta-C), hydrogenated amorphous carbon and tetrahedral amorphous carbon (a-C:H and ta-C:H). The a-C film with disordered graphitic ordering, such as soot, chars, glassy carbon, and evaporated a-C, is shown in the lower left hand corner. If the fraction of sp3 bonding reaches a high degree, such an a-C is denoted as tetrahedral amorphous carbon (ta-C), in order to distinguish it from sp2 a-C [2]. Two hydrocarbon polymers, that is, polyethylene (CH2)n and polyacetylene (CH)n, define the limits of the triangle in the right hand corner beyond which interconnecting C-C networks do not form, and only strait-chain molecules are formed. The DLC films, i.e. a-C, ta-C, a-C:H and ta-C:H, have some extreme properties similar to diamond, such as hardness, elastic modulus and chemical inertness. These films are great advantages for many applications. One of the most important applications of the carbon-based films is the coating for magnetic hard disk recording. The second successful application is wear protective and antireflective films for IR windows. The third application is wear protection of bearings and sliding friction parts. The fourth is precision gages for the automotive industry. Recently, exciting ongoing study [1] tries to deposit a carbon-based protective film on engine parts (e.g. engine cylinders and pistons) taking into account not only low friction and wear, but also self lubricating properties. Reduction of the oil consumption is expected. Currently, for an additional application field, the carbon-based films are extensively studied as excellent candidates for biocompatible films on biomedical implants. The carbon-based films consist of carbon, hydrogen and nitrogen, which are biologically harmless as well as the main elements of human body. Some in vitro and limited in vivo studies on the biological effects of carbon-based films have been studied [$2{\sim}5$].The carbon-based films have great potentials in many fields. However, a few technological issues for carbon-based film are still needed to be studied to improve the applicability. Aisenberg and Chabot [3] firstly prepared an amorphous carbon film on substrates remained at room temperature using a beam of carbon ions produced using argon plasma. Spencer et al. [4] had subsequently developed this field. Many deposition techniques for DLC films have been developed to increase the fraction of sp3 bonding in the films. The a-C films have been prepared by a variety of deposition methods such as ion plating, DC or RF sputtering, RF or DC plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), electron cyclotron resonance chemical vapor deposition (ECR-CVD), ion implantation, ablation, pulsed laser deposition and cathodic arc deposition, from a variety of carbon target or gaseous sources materials [5]. Sputtering is the most common deposition method for a-C film. Deposited films by these plasma methods, such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) [6], are ranged into the interior of the triangle. Application fields of DLC films investigated from papers. Many papers purposed to apply for tribology due to the carbon-based films of low friction and wear resistance. Figure 1 shows the percentage of DLC research interest for application field. The biggest portion is tribology field. It is occupied 57%. Second, biomedical field hold 14%. Nowadays, biomedical field is took notice in many countries and significantly increased the research papers. DLC films actually applied to many industries in 2005 as shown figure 2. The most applied fields are mold and machinery industries. It took over 50%. The automobile industry is more and more increase application parts. In the near future, automobile industry is expected a big market for DLC coating. Figure 1 Research interests of carbon-based filmsFigure 2 Demand ratio of DLC coating for industry in 2005. In this presentation, I will introduce a trend of carbon-based coating research and applications.

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온열치료용 SiO2/Fe2O3 나노복합입자의 제조와 특성 (Synthesis and Characterization of SiO2/Fe2O3 Nanocomposite Particles for Hyperthermia)

  • 유지훈;이창우;이재성;좌용호
    • 한국재료학회지
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    • 제13권9호
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    • pp.613-618
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    • 2003
  • The magnetic heating effect of $SiO_2$coated $ \Upsilon-Fe_2$$O_3$nanocomposite particle due to magnetic relaxational loss of superparamagnetic regime was investigated by measuring the generated heat from nanocomposite particles in alternative applied magnetic fields. The commercial $ \Upsilon-Fe_2$$O_3$nanoparticles were coated by SiO$_2$in water solution with TEOS and the synthesized nanocomposite powders and its magnetic properties were characterized and compared with the raw$ \Upsilon-Fe_2$$O_3$nanoparticles. The 10∼30 nm sized $ \Upsilon-Fe_2$$O_3$. nanoparticles were coated by 5 nm thickness of amorphous $SiO_2$film. The nanocomposite particle has very low Mr and Hc value showing superparamagnetic behavior The magnetic heating effect of nanocomposite particle on surface coating phase of $SiO_2$was discussed in terms of superparamagnetic behaviors of each particles, and their potential for hyperthermia application was evaluated.

무전해도금법에 의한 Co-Ni-P 박막의 자기적특성에 관한 연구 (A Study on the Magnetic Properties of the Co-Ni-P thin Plate by Electroless Plating)

  • 김창욱;이철;윤성렬;정인
    • 한국재료학회지
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    • 제5권8호
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    • pp.1013-1019
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    • 1995
  • 본 연구에서는 무전해 도금범으로 polyester film 상에 Co-Ni-P 박막을 석출시키고, pH, 온도 그리고 도금용액의 농도에 따른 도금속도 및 석출된 도금박막의 합금조성과 합금조성에 따른 자기적 특성을 고찰하였다. 무전해도금의 석출속도는 pH 8.5, 온도 90℃일때 가장 좋았으며, 자기적 특성도 이 때가 가장 좋았다. 합금조성은 pH와 착화제의 농도에 따라서는 크게 변화하였으나, 그 밖의 인자들에 의해서는 변화하지 않았다. 최적조건에서 만들어진 박막의 합금조성은 코발트가 78%, 니켈이 16%, 인이 6%였고, 보자력은 370 Oe, 각형비는 0.65였다. 박막은 합금조성에 따라 경질자성막과 연질자성막의 두가지 형태로 변화했고, 니켈이 30% 이상 공석(共席)되었을 때, 연질자성막으로 되었다. 연질자성막일때, 합금박막의 결정구조는 니켈이 강하게 배향된 비정질 형태를 나타냈고, 경질자성 막일때는, 코발트(101)과 (100)면으로 배향된 α-코발트의 hcp 결정구조를 나타내었다.

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Enhancement of Magneto-Optical Kerr Effect in Annealed Granular Films of Co-Au and $Co-AlO_x$

  • Abe, Masanori;Takeda, Eishi;Kitamoto, Yoshitaka;Shirasaki, Fumio;Todoroki, Norikazu;Gorodetzky, Gad;Ohnuma, Shigehiro;Masumoto, Tasuku;Inoue, Mitsuteru
    • The Korean Journal of Ceramics
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    • 제6권2호
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    • pp.100-102
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    • 2000
  • Co fine particles were dispersed in Au metal and $AlO_x$ amorphous matrices by vacuum evaporation and rf-sputtering, respectively, thus forming granular composite films having chemical compositions of $Co_{0.59}-Au_{0.41}$ and $Co_{0.52}/(AlO_x$)_{0.48}$. The films were annealed at 200~$500^{\circ}C$ to increase the size of the Co particles, from 30$\AA$ to 180$\AA$ in the Au matrix and 40$\AA$ to 180$\AA$ in the $AlO_x$ matrix, as revealed by X-ray diffraction analysis. The Co metal in as-deposited films have saturation magnetization equivalent to that of bulk Co, which is unchanged by the annealing, showing that the Co metal is not oxidized by the annealing. Magneto-optical Kerr rotation measured at $\lambda$=400-900nm for the $Co_{0.59}-Au_{0.41}$ film as deposited is larger than that calculated for the composition. The rotation increases as the film is annealed at $200^{\circ}C$ and $300^{\circ}C$, approaching to that of bulk Co. The Kerr rotation for the $Co_{0.52}-(AlO_x)_{0.48}$ film as deposited is smaller than that calculated for the composition based on Bruggeman effective medium theory. However, the rotation increases much, exceeding the rotation of the bulk Co as annealed at $300^{\circ}C$ and $400^{\circ}C$. As a possible origin of the marked magneto-optical enhancement a weak localization of light in granular structure is suggested.

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Nd:YAG Laser를 이용한 자성금속 막의 패턴 식각 (Micro-patterning of Multi-layered Magnetic Metal Films Using Nd:YAG Laser)

  • 채상훈;서영준;송재성;민복기;안승준;이주현
    • 한국재료학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.171-174
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    • 2000
  • 본 연구에서는 실리콘 wafer위에 sputtering방법으로 진공증착된 CoNbZr 비정질 박막을 Nd:YAG 레이저로 식각하기 위한 실험을 했는데, 금속의 경우 표면에서 빛의 반사율이 매우 크기 때문에 파장이 $1.06{\mu\textrm{m}}$인 Nd:YAG 레이저의 에너지를 흡수하는 것이 매우 어려우므로 식각이 거의 이루어지지 않았다. 그래서 이러한 문제를 해결하기 위한 새로운 시도로서 본 연구에서는 빛의 흡수율이 좋은 검은색의 polymer막을 금속박막의 표면에 도포하고 이 polymer막 위에 레이저를 조사해서 금속박막의 식각하는 실험을 실시하였다. 기존의 방법으로는 laser power가 332W나 되는데도 식각이 거의 일어나지 않았지만 본 연구의 방법을 이용했을 때는 laser power가 114W로 1/3정도 밖에 안 되는데도 레이저 식각이 비교적 양호하게 이루어졌다. 이는 검은색의 polymer층이 Nd:YAG 레이저 에너지의 흡수 및 전달 층의 역할을 하기 때문인 것으로 생각된다.

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수평자기기록용 Co-P, Co-P-Cr 박막의 자기적특성 (Magnetic Properties of Co-P and Co-P-Cr Thin Films for Longitudinal Magnetic Recording)

  • Pyun-Woo Jang;Hong-Kyun Sohn;Taek-Dong Lee
    • 한국자기학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.160-167
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    • 1994
  • 고보자력의 새로운 수평자기기록용 매체를 개발하기위해서 Co-P/Cr과 Co-P-Cr/Cr박막의 자기적 특성을 연구함였다. 상온데서 성막된 Co-P 이원합금의 경우 P의 함량이 9-12 at.%에서 835 Oe의 보자력을 나타내었다. Co-P 이원합금의 경우 P의 함량이 9-12 at.%에서 기판온도가 높을수록 보자력은 오히려 감소하였으며, 이것은 Co-P단일상이 Co와 $Co_{2}P$상으로의 분해에 기인하는 것으로 판단되낟. 그러나 P을 12 at.%이상으로 첨가하면 비정질상의 형성으로 보자력은 급격히 감소하였다. Co-P-Cr 삼원합금박막의 보자력은 Cr 함량이 증가함에 따라 증가하여 상온에서 성장한 $Co_{84}P_{10}Cr_{6}$의 박막에서 1020 Oe의 높은 보자력을 얻을 수 있었다.

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